より実際的なビーム経路情報を組み込んだCT画像の代数的再構成法

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CT撮像を行うには、X線や中性子、光などの光源と検出器の位置関係で決まるビーム経路の情報が重要である。撮像対象内の経路の情報をもとに画像再構成が行 われる。X線などの点光源と異なり、中性子源は無視できない大きさの面光源である。このため、必要となる経路の幾何学的配置を記述するシステム行列はより 複雑になる。画像再構成処理は、システム行列で表現される多元連立一次方程式を解くことで行われる。システム行列の特性の一つである列のランクは、最終的 に得られる断層画像の画素数、検出器画素数、撮像時に対象物を撮像する方向の数(投影数)と関係し、再構成計算における不定方程式の数にも関係し、最終的 に再構成断層画像の画質および定量に影響する。 また、特に大型の中性子発生源に比べ、発生中性子数の少ない小型中性子源を利用する場合、光源と撮像対象物、検出器の距離による中性子の減衰を抑えること が重要であるが、距離と光源のサイズ比で表すパラメータL/Dが小さくなる配置では画質の著しい低下を避けられなかった。 本交付申請時点で、対象とするシステム行列の幾何学的配置は、再構成する断面に限定したものであったが、上記のような状況に対して本申請における手法を3 次元的に拡張して適用することで、光源からの距離を極限的に短く配置できる可能性が見えてきた。これにより、小型中性源でも短時間で良好な画質のCT画像を 撮像できる可能性がある。本年度は、理研で開発中の加速器中性子源を用いて、光源と検出器の距離をほぼゼロと見做せる設定において、画質評価に用いるチャート撮像による極短距離における中性子イメージングを行なった。また、従来のシステムで撮像対象としたサンプルの撮像を行ない比較検討を行なった。